传感器实验报告 学号:U201013649 专业班级:自动化1002班 姓名:陈俊鑫 成绩: 华中科技大学 目录

一、实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验 (3 二、实验二金属箔式应变片——半桥性能实验 (4 三、实验三金属箔式应变片——全桥性能实验 (6

四、实验四金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较 (8 五、实验六直流全桥的应用——电子秤实验 (10 六、实验十差动变压器的性能实验 (11 七、实验十四电容式传感器的位移实验 (14

八、实验十六直流激励时霍尔式传感器位移特性实验 (16 九、实验二十四电涡流传感器位移实验 (19 十、实验三十光纤传感器的位移特性实验 (22 实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验 一、实验目的

了解金属箔式应变片的应变效应,单臂电桥工作原理和性能。 二、实验原理

电阻丝在外力作用下发生机械变形时,其电阻值发生变化,这就是电阻应变效应,描述电阻应变效应的关系式为:

ΔR/R=Kε

式中ΔR/R为电阻丝电阻相对变化,K为应变灵敏系数,ε=ΔL/L为电阻丝长度相对变化,金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件,通过它转换被测部位受力状态变化、电桥的作用完成电阻到电压的比例变化,电桥的输出电压反应了相应的受力状态。对单臂电桥输出电压U01=EKε/4。

三、实验器材

应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码、数显表、±15V电源、±4V电源、万用表(自备。

四、实验步骤

实验中用到的应变传感器实验模板连接图如图 1 应变式传感器单臂电桥实验连接图图1所示。

图 1 应变式传感器单臂电桥实验连接图

安装传感器,将IC1和IC2的同相端接地后,调节Rw4使得数显表显示为0后(即将差动放大器调0,再将电路的电桥部分按图中所示接入电路后,调节Rw1,使数显表为0。

然后在电子称上放置砝码读取数显表的数值,依次增加砝码和读取相应的数显表值。

五、 实验结果与分析 实验结果如表格 1所示。

表格 1 单臂电桥性能实验数据记录表

由以上实验结果知: 平均电压变化量:

?u=[(28.5-4.6/5+(33.3-8.8/5+(37.7-14.2/5+(42.5-18.8/5+(47.3-23.6/5]/5≈4.77mv 平均重量变化量:?W=20g

系统灵敏度:S1=?u/?W=0.2386mv/g 线性误差: 1/100%f F s m y ?δ=??=≈0.67%- 六、 思考题

单臂电桥时,作为桥臂电阻应变片的选用时正、负应变片均可使用,换成负应变片时,所得的电压值为负值,需做一定的变换后方能比较直观。

七、 总结与感想

本次实验让我了解了应变片的以及单臂电桥的工作原理,并对单臂电桥的性能有了一个定量的了解,这对后续学习将会有较大帮助。

实验二 金属箔式应变片——半桥性能实验 一、 实验目的

比较半桥与单臂电桥的不同性能,了解其特点。 二、实验原理

不同受力方向的两片应变片接入电桥作为邻边,电桥输出灵敏度提高,非线性得到改善。当两片应变片阻值和应变量相同时,其桥路输出电压U02=EK/ε2。